ИЗУЧЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТРЕЩИНЫ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ В МЕДНОЙ ПЛАСТИНЕ



Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье с помощью метода молекулярной динамики моделируется процесс распространения трещины в монокристаллической медной пластине с трещиной под действием смешанного нагружения, отвечающего нормальному отрыву и поперечному сдвигу. Проведено всестороннее исследование влияния геометрических характеристик (размеров модели, длины трещины), температуры, скорости деформирования и параметра смешанности нагружения на прочность пластины и направление роста трещины. Определены углы распространения центральной трещины в медной пластине с помощью метода молекулярной динамики.

Об авторах

О. Н. Белова

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Автор, ответственный за переписку.
Email: morenov@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0002-4492-223X

аспирант кафедры математического моделирования в механике

Л. В. Степанова

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: morenov@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0002-6693-3132

доктор физико-математических наук, доцент кафедры математического моделирования в механике

Список литературы

  1. Чаплыгин Ю.А. Нанотехнологии в электронике-3.1. М.: Техносфера, 2016. 480 c. URL: https://www.studmed.ru/chaplygin-yua-red-nanotehnologii-v-elektronike_86392d1cee7.html.
  2. Griffith А.А. The phenomenon of rupture and flow in solids // Phil. Trans. Roy. 1921. V. 221. P. 163–198. doi: 10.1098/rsta.1921.0006.
  3. Westergaard H.M. Bearing pressures on cracks // ASTM Trans. J. Appl. Mech. 1939. V. 6. P. A49–A53.
  4. Sneddon I.N. The distribution of stress in the neighborhood of a crack in an elastic solid // Proc. Roy. Soc. Ser. A. 1946. V. 187. P. 229–260. DOI: https://doi.org/10.1098/rspa.1946.0077.
  5. Irwin G.R. Fracture dynamics // Fract. Met. American Society of Metals. 1946. P. 147-166.
  6. Orowan E. Energy criteria of fracture // Weld. Res. Suppl. 1955. V. 20. P. 1575.
  7. Molecular dynamics simulations of crack growth behavior in Al in the presence of vacancies / S. Chandra // Computational materials Science. 2016. V. 117. P. 518–526. doi: 10.1016/j.commatsci.2016.02.032.
  8. Morandi M., Farrahi G.H., Chamani M. Effect of microstructure on crack behavior in nanocrystalline nickel using molecular dynamics simulation // Theoretical and Applied fracture Mechanics. 2019. V. 104. P. 102390. doi: 10.1016/j.tafmec.2019.102390.
  9. Fracture characteristics of silicene nanosheet with a crack under tension estimated using molecular dynamics simulation / Te-Hua Fang // Superlattice and Microstructures 2019 V. 129. P. 124–129. doi: 10.1016/j.spmi.2019.03.021.
  10. Finite element analysis and molecular dynamics simulations of nanoscale crack-hole interactions in chiral graphene nanoribbons / Yao Jinchun // Engineering Fracture Mechanics 2019. V. 218. P. 106571. doi: 10.1016/j.engfracmech.2019.106510.1016/j.engfracmech.2019.106571
  11. Effects of surface crack on the mechanical properties of Silica: A molecular dynamics simulation study / C. Chowdhury Sanjib // Engineering Fracture Mechanics. 2019. V. 207. P. 99–108. doi: 10.1016/j.engfracmech.2018.12.025.
  12. Naiyer Razmara, Roghayeh Mohammdzadeh. Effect of nitrogen content on the crack growth behavior in the Fe-N alloy at high temperatures via molecular dynamics simulations // Theoretical and Applied fracture Mechanics. 2018. V. 97, P. 30–37. doi: 10.1016/j.tafmec.2018.07.007.
  13. Molecular dynamics simulation of grain boundary geometry on crack propagation of bi-crystal aluminum / Fang Wei // Materials Science and Engineering. 2016. V. 666. P. 314–319. doi: 10.1016/j.msea.2016.04.077.
  14. A molecular dynamics study of intercrystalline crack propagation in nano-nickel bicrystal films with (0 1 0) twist boundary / Zhang Yanqiu // Engineering Fracture Mechanics. 2016. V. 168. Part A, P. 147–159. doi: 10.1016/j.engfracmech.2016.10.008.
  15. Influence of twist angle on crack propagation of nanoscale bicrystal nickel film based on molecular dynamics simulation / Zhang Yanqiu // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2017. V. 87. P. 281–294. doi: 10.1016/j.physe.2016.11.005.
  16. Freitas R., Asta M., Bulatov V. Quantum effects on dislocation motion from ring-polymer molecular dynamics // Computational Materials. 2018. V. 4. P. 55. doi: 10.1038/s41524-018-0112-9.
  17. Nishimura K., Miyazaki N. Molecular dynamics simulation of crack growth under cyclic loading // Computational Materials Science 2004. V. 31. P. 269–278. doi: 10.1016/j.commatsci.2004.03.009.
  18. Nishimura K., Miyazaki N. Molecular dynamics simulation of crack propagation in polycrystalline material // CMES. 2001 V. 2. P. 143–154. URL: http://www.techscience.com/doi/10.3970/cmes.2001.002.143.pdf.
  19. Pressure dependence of Curie temperature and resistivity in complex Heusler alloys / S.K. Bоsе // Physical Review 2011. V. 84(17). P. 174422. doi: 10.1103/PhysRevB.84.174422.
  20. Belova O.N., Stepanova L.V. Estimation of crack propagation direction angle under mixed mode loading in linear elastic isotropic materials by generalized fracture mechanics criteria and atomisti modeling (molecular dynamics method) // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1096. P. 012060. doi: 10.1088/1742-6596/1096/1/012060.
  21. Степанова Л.В., Бронников С.А., Белова О.Н. Оценка направления роста трещины в условиях смешанного нагружения (нормальный отрыв и поперечный сдвиг): обобщенные критерии классической механики разру- шения и атомистическое моделирование смешанного нагружения (метод молекулярной динамики) // Вест- ник Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2017. V. 4. P. 189–213. doi: 10.15593/perm.mech/2017.4.13.
  22. Волегов П.С., Герасимов Р.М., Давлетшин Р.П. Модели молекулярной динамики: обзор EAM-потен- циалов. Часть 1. Потенциалы для однокомпонентных систем // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Сер.: Механика. 2017. Т. 4. С. 214–237. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2017.4.14.
  23. Verlet L. Computer “experiments”on classical fluids. I. Thermodynamical properties of Lennard-Jones molecules // Phys. Rev. 1967. V. 159. P. 98. doi: 10.1103/PhysRev.159.98.
  24. Verlet L. Computer “experiments”on classical fluids. II. equilibrium correlation functions // Phys. Rev. 1967. V. 165. P. 201. doi: 10.1103/PhysRev.165.201.
  25. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1967. Т. 1. URL: http://librams.ru/book-29773.html.
  26. Rahman A. Correlations in the motion of atoms in liquid argon // Phys. Rev. 1964. V. 136. P. A405. doi: 10.1103/PhysRev.136.A405.
  27. URL: http://lammps.sandia.gov/ - LAMMPS Molecular Dynamics Simulator
  28. URL: https://www.ctcms.nist.gov/potentials/
  29. - Interatomic Potentials Repository
  30. Lee J.G. Computational materials science: an introduction. Second edition. Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis, 2017.
  31. URL: https://www.ovito.org/ - Open Visualization Tool.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Белова О.Н., Степанова Л.В., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах